为明晰CH₄与CO₂在长焰煤中竞争吸附与扩散的微观动力学机理,基于固体核磁实验建立长焰煤中不同形状的纳米孔隙模型,采用分子模拟的方法探究孔隙形状以及摩尔比对长焰煤中CH₄与CO₂的竞争吸附与扩散特性的影响规律。研究表明:在相同条件下,各孔隙形状中CH₄和CO₂的吸附能力为:狭缝形孔隙>方形孔隙>圆形孔隙,其中狭缝形孔隙CH₄和CO₂极限吸附量约为圆形孔隙的3倍。高浓度的CO₂和高吸附压力均对竞争吸附具有消极影响。在长焰煤中,CH₄的扩散能力远强于CO₂,且在各形状孔隙中的扩散能力为狭缝形孔隙>圆形孔隙>方形孔隙。研究结果为煤层气强化抽采和二氧化碳地质封存提供了理论基础。